JP2005325841A - 内燃機関の制御時間を変更するための装置用の制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】公知の装置における欠点を回避し、それにより、制御弁内に簡単に、付加的な構成部分を組み込むことができ、かつ中央弁としての実施形態において、カム軸調節装置のコストまたは軸方向の構成スペースに不都合な影響を及ぼすことのない、液圧式の制御弁を提供する。
【解決手段】制御弁（１８）の軸方向で見て、接続部が、圧力媒体接続部（Ｐ）、タンク接続部（Ｔ）、作業接続部（Ａ，Ｂ）、作業接続部（Ｂ，Ａ）の順で配置されているようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の制御時間を変更するための装置用の制御弁であって、実質的に中空円筒状に構成された弁ケーシングと、該弁ケーシング内に配置され、軸方向で摺動可能な制御ピストンと、１つの圧力媒体接続部と、２つの作業接続部と、少なくとも１つのタンク接続部とが設けられており、作業接続部と、圧力媒体接続部と、タンク接続部とが、半径方向の接続部として形成されており、かつ作業接続部が圧力媒体接続部およびタンク接続部に、制御ピストンの、弁ケーシング内での軸方向の摺動により接続可能である形式のものに関する。

内燃機関では、ガス交換弁を操作するために、カム軸が使用される。カム軸は内燃機関に、カム軸に設けられたカムがカムフォロア、例えばバケットタペット、ロッカーアームまたはスイングアームに当接するように設けられている。カム軸が回転されると、カムはカムフォロア上を転動し、カムフォロアはさらにガス交換弁を操作する。それにより、カムの位置および形状により、ガス交換弁の開放持続時間、開放振幅または開放時点および閉鎖時点が確定されている。

現代の機関コンセプトは、弁駆動装置を可変に設計する方向に進んでいる。一つには、弁リフトと弁開放持続時間とが、個々のシリンダを完全に休止することまで含めて、可変に構成可能であるべきである。このために、切換可能なカムフォロアまたは電気液圧式または電気式の弁操作部のようなコンセプトが考えられている。さらに、内燃機関の運転中にガス交換弁の開放時間および閉鎖時間に影響を及ぼし得るようにすることが有利であることが判っている。この場合特に、例えば規定された弁オーバーラップを適当に調節するために、吸気弁もしくは排気弁の開放時点もしくは閉鎖時点に別々に影響を及ぼすことができることが望ましい。ガス交換弁の開放時点もしくは閉鎖時点を、機関の目下の特性マップ域、例えば目下の回転数もしくは目下の負荷に依存して調節することにより、固有の燃料消費が低下され、排出ガス特性がポジティブに影響を及ぼされ、機関効率、最大回転数および最大出力が高められることができる。

ガス交換弁制御時間の上記可変性は、カム軸の、クランク軸に対する位相位置を相対的に変更することにより達成される。その際、カム軸は大抵の場合、チェーン駆動装置、ベルト駆動装置、歯車駆動装置または同様に作用する駆動コンセプトを介して、クランク軸に駆動結合、すなわち駆動力を伝達するように結合されている。クランク軸により駆動されるチェーン駆動装置、ベルト駆動装置または歯車駆動装置と、カム軸との間に、内燃機関の制御時間を変更するための装置（以下カム軸調節装置とも呼ぶ。）が設けられている。カム軸調節装置はクランク軸からのトルクをカム軸に伝達する。その際、この装置は、内燃機関の運転中に、クランク軸とカム軸との間の位相位置が確実に保持されることができ、所望されたときに、カム軸がある特定の角度範囲でクランク軸に対して回動させられることができるように形成されている。

吸気弁および排気弁のためにその都度１つのカム軸を備えた内燃機関では、カム軸に、その都度１つのカム軸調節装置が装備されることができる。これにより、吸気ガス交換弁および排気ガス交換弁の開放時点および閉鎖時点は時間的に互いに相対的にシフトされ、弁オーバーラップは適当に調節されることができる。

現代のカム軸調節装置の座は大抵の場合、カム軸の、駆動側の端部に存在する。ただし、カム軸調節装置は中間軸、回転しない構成部分またはクランク軸に配置されていることもできる。カム軸調節装置は、クランク軸により駆動され、クランク軸に対して固定的な位相関係を維持する駆動車と、カム軸と駆動結合している被動部分と、駆動車からのトルクを被動部分に伝達する調節機構とから成る。駆動車は、カム軸調節装置がクランク軸に配置されているのではない事例では、チェーン車（スプロケット）、ベルト車（プーリ）または歯車として構成されていることができ、チェーン駆動装置、ベルト駆動装置または歯車駆動装置を介してクランク軸により駆動される。調節機構は電気式、液圧式または空気圧式に運転されることができる。

液圧式に調節可能なカム軸調節装置の２つの有利な実施形態は、「アキシアルピストン型調節装置（Ａｘｉａｌｋｏｌｂｅｎｖｅｒｓｔｅｌｌｅｒ）」および「ロータリピストン型調節装置（Ｒｏｔａｔｉｏｎｓｋｏｌｂｅｎｖｅｒｓｔｅｌｌｅｒ）」である。

アキシアルピストン型調節装置の場合、駆動車がピストンに、ピストンが被動部分に、その都度傾斜歯列（ヘリカルギア）を介して結合されている。ピストンは、被動部分と駆動車とにより形成される中空室を、軸方向で互いに配置された２つの圧力チャンバに分割する。そこで、一方の圧力チャンバが圧力媒体で負荷され、他方の圧力チャンバがタンクに接続されると、ピストンは軸方向で摺動する。ピストンの軸方向の摺動は、傾斜歯列により、駆動車の、被動部分に対する相対的な回動、ひいてはカム軸の、クランク軸に対する相対的な回動に変換される。

液圧式のカム軸調節装置の第２の実施形態は、「ロータリピストン型調節装置」である。ロータリピストン型調節装置の場合、駆動車は相対回動不能にステータに結合されている。ステータとロータとは互いに同心的に配置されている。ロータは摩擦力結合式、形状結合式または素材結合式に、例えばプレスばめ、螺設または溶接により、カム軸、カム軸の延長部または中間軸に結合されている。ステータ内には、周方向で間隔を置いて配置された複数の中空室が形成されている。中空室はロータを起点として半径方向外側に向かって延在する。中空室は軸方向でサイドカバーにより圧力密に画定されている。各中空室内には、ロータに結合された羽根が延在する。羽根は各中空室を２つの圧力チャンバに分割する。個々の圧力チャンバを圧力媒体ポンプもしくはタンクに適当に接続することにより、カム軸の位相は、クランク軸に対して相対的に調節されるもしくは保持されることができる。

カム軸調節装置を制御するために、センサが、機関の特性データ、例えば負荷状態および回転数を検出する。これらのデータは電子式のコントロールユニットに供給される。コントロールユニットは、内燃機関の特性データマップとのデータの比較に従って、それぞれの圧力チャンバに対する圧力媒体の流入および流出を制御する。

カム軸の、クランク軸に対する位相位置を調節するために、液圧式のカム軸調節装置では、中空室の、相対して作用する２つの圧力チャンバのうちの一方が圧力媒体ポンプに接続され、他方がタンクに接続される。一方の圧力チャンバへの圧力媒体の流入は、他方の圧力チャンバからの圧力媒体の流出との関連で、圧力チャンバを仕切るピストンを軸方向で摺動させる。これにより、アキシアルピストン型調節装置では、傾斜歯列を介して、カム軸がクランク軸に対して相対的に回動させられる。ロータリピストン型調節装置では、一方の圧力チャンバの圧力負荷と、他方の圧力チャンバの圧力解消とにより、羽根の摺動が生ぜしめられ、これにより直接的に、クランク軸に対するカム軸の回動が生ぜしめられる。位相位置を保持するためには、両圧力チャンバが圧力媒体ポンプに接続されるか、または圧力媒体ポンプからもタンクからも遮断される。

圧力チャンバへのもしくは圧力チャンバからの圧力媒体流の制御は、制御弁、大抵の場合４ポート３位置比例弁により実施される。弁ケーシングは、圧力チャンバのためのその都度１つの接続部（作業接続部）と、圧力媒体ポンプに通じる１つの接続部と、タンクに通じる少なくとも１つの接続部とを有している。実質的に中空円筒状に構成された弁ケーシング内には、軸方向で摺動可能な制御ピストンが配置されている。制御ピストンは、電磁式の作動部材により、ばねエレメントのばね力に抗して軸方向で、規定された２つの終端位置の間のあらゆる位置にもたらされることができる。さらに、制御ピストンはリング溝と制御エッジとを有している。これにより、個々の圧力チャンバは選択的に圧力媒体ポンプまたはタンクに接続されることができる。やはり、制御ピストンの、圧力媒体チャンバが圧力媒体ポンプからも圧力媒体タンクからも遮断されている位置が設けられていることができる。

ドイツ連邦共和国特許第１０２１５９３９号明細書には、この種の制御弁が示されている。この制御弁は主に、電磁式の作動駆動部と、中空円筒状に構成された弁ケーシングと、やはり実質的に中空円筒状に構成された、弁ケーシング内で軸方向で摺動可能な制御ピストンとから成る。制御ピストンは、ばねエレメントに抗して働く作動駆動部により、弁ケーシング内で、あらゆる任意の位置へと摺動させられることができる。

弁ケーシングの外周面には、軸方向で互いに間隔を置いて配置された３つのリング溝が設けられている。リング溝には、弁ケーシングの内部に開口する複数の半径方向開口が穿設されている。各リング溝は、連通する半径方向開口と相俟って、半径方向の接続部を形成する。

中空円筒状に構成された制御ピストンの外周面には、リング溝が設けられている。隣接する、その都度２つの接続部は、このリング溝により、制御ピストンの、弁ケーシングに対して相対的な位置に依存して、互いに連通することができる。さらに、第４の、軸方向で延びる接続部が設けられている。

制御ピストンの幾何学形状に基づいて、この事例では必然的に、制御ピストンの軸方向で見て外側に位置する半径方向の接続部が作業接続部として使用され、その一方で、中間の接続部が圧力媒体接続部またはタンク接続部として使用されることが必要である。

この実施形態では、制御ピストン内に、付加的な構成部分、例えばフィルタまたは逆止弁を圧力媒体接続部と作業接続部との間に組み込もうとすれば、極めて困難にならざるを得ないという状況が欠点である。さらに、その都度２つのこれらの構成部分が使用されなければならない。このことは装置のより高い総コストにつながり、より高い重量につながる。

特に、制御弁がカム軸調節装置の被動部分の中央孔内に配置されている中央弁としての使用にとって、この種の弁は不適当である。それというのも、圧力媒体接続部もしくはタンク接続部に対する圧力媒体導入もしくは圧力媒体導出が被動部分を通して実施されなければならないからである。このことは結果的に、この構成部分の生産時の追加コストとなる。さらに、圧力媒体接続部もしくはタンク接続部を作業接続部の間に配置することにより、カム軸調節装置の、最小の軸方向の構成幅が不要に拡大されてしまう。
ドイツ連邦共和国特許第１０２１５９３９号明細書

したがって本発明の課題は、上記欠点を回避し、それにより、制御弁内に簡単に、付加的な構成部分を組み込むことができ、かつ中央弁としての実施形態において、カム軸調節装置のコストまたは軸方向の構成スペースに不都合な影響を及ぼすことのない、液圧式の制御弁を提供することである。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、制御弁の軸方向で見て、接続部が、圧力媒体接続部、タンク接続部、作業接続部、作業接続部の順で配置されているようにした。択一的な構成では、制御弁の軸方向で見て、接続部が、タンク接続部、圧力媒体接続部、作業接続部、作業接続部の順で配置されているようにした。

本発明のように、制御弁を、直接隣り合う作業接続部と、軸方向で作業接続部に接続するタンク接続部と圧力媒体接続部とを備えて構成したことにより、カム軸調節装置は、軸方向で見て両作業接続部の領域にのみ延在するように形成されていることができる。これにより、カム軸調節装置の軸方向の構成スペースは最小に減じられることができる。

それにより、タンク接続部および圧力媒体接続部がカム軸調節装置の外側に配置されているので、圧力媒体の、カム軸調節装置の被動部分を通した手間のかかる導入もしくは導出は不要である。これにより、カム軸調節装置は安価に製作されることができる。

本発明の有利な構成では、制御ピストンが中空に構成されている。圧力媒体接続部は、制御ピストンの周面に穿設されている第２の開口を介して、制御ピストンの、弁ケーシングに対して相対的な、いずれの位置においても、制御ピストンの内部と連通している。さらに、制御ピストンの、弁ケーシングに対する位置に依存して、作業接続部のうちのいずれか一方が制御ピストンの内部と連通するか、または作業接続部のいずれもが制御ピストンの内部と連通しないようになっているか、または制御ピストンの、弁ケーシングに対する位置に依存して、作業接続部のうちのいずれか一方が制御ピストンの内部と連通するか、または作業接続部の両方が制御ピストンの内部と連通するようになっている。

圧力媒体はこの配置では、圧力媒体接続部と第２の開口とを介して、制御ピストンの内部に導かれ、そこから、制御ピストンの、弁ケーシングに対して相対的な位置に依存して、軸方向で相前後して配置された作業接続部に達する。構成部分、例えば作業接続部と圧力媒体接続部との間に設けられる逆止弁または圧力媒体接続部と作業接続部との間に設けられるフィルタは、制御ピストン内の構成スペースに、接続部間で配置されることができる。両作業接続部に対してアクティブとするために、それぞれ唯一の構成部分が配置されるだけでよい。

本発明の別の有利な構成では、圧力媒体接続部と作業接続部との間に、逆止弁が配置されている。内燃機関の運転中、カム軸調節装置の液圧システムは、カム軸の交番モーメントに基づいて、高い圧力脈動に曝されている。この圧力ピークは圧力媒体ポンプの損傷またはベルト駆動装置またはチェーン駆動装置の別のコンポーネントの損傷につながりかねない。この圧力ピークの、内燃機関の液圧システムへの導入を回避するために、逆止弁が弁の作業接続部と圧力媒体接続部との間に配置されている。この配置は特に中央弁を備えたカム軸調節装置のために適している。それというのも、逆止弁のこの位置が、圧力脈動の発生場所から最も小さな間隔を有しているからである。

逆止弁を制御弁内に配置したことにより、調節装置のねじり剛性、ひいてはその位置安定性が向上される。

本発明の別の特徴は、以下の説明と、本発明の実施例が簡単に示されている図面とから見て取れる。

図１および図２には、内燃機関の制御時間を変更するための装置１が示されている。装置１は主にステータ２と、ステータ２に対して同心的に配置されたロータ３とから成る。駆動車４は相対回動不能にステータ２に結合されており、図示の実施形態ではチェーン車として形成されている。ベルト車または歯車として駆動車４を構成することも考えられる。ステータ２は回動可能にロータ３上に支承されている。ステータ２の内周面には、図示の実施形態では５つの、周方向で間隔を置いて配置された切欠き５が設けられている。切欠き５は半径方向でステータ２とロータ３とにより画定され、周方向でステータ２の２つの側壁６により画定され、軸方向で第１のサイドカバー７と第２のサイドカバー８とにより画定される。各切欠き５はこのようにして圧力密に、つまり圧力が抜けないように閉鎖されている。第１のサイドカバー７と第２のサイドカバー８とはステータ２に結合エレメント９、例えばねじにより結合されている。

ロータ３の外周面に、軸方向で延びる羽根溝１０が形成されている。各羽根溝１０内に、半径方向で延在する羽根１１が配置されている。各切欠き５内に、羽根１１が延在する。羽根１１は半径方向でステータ２に、軸方向でサイドカバー７，８に当て付けられている。各羽根１１は切欠き５を、相対して作業する２つの圧力チャンバ１２，１３に分割する。羽根１１の、ステータ２に対する圧力密の当て付けを保証するために、羽根溝１０の溝底部１４と羽根１１との間に、板ばねエレメント１５が設けられている。板ばねエレメント１５は羽根１１を半径方向で力で負荷する。

第１の圧力媒体管路１６および第２の圧力媒体管路１７により、第１の圧力チャンバ１２および第２の圧力チャンバ１３は制御弁１８を介して圧力媒体ポンプ１９またはタンク２０に接続されることができる。これにより、作動駆動部が形成される。作動駆動部は、ステータ２の、ロータ３に対する相対回動を可能にする。その際、すべての第１の圧力チャンバ１２が圧力媒体ポンプ１９に接続され、すべての第２の圧力チャンバ１３がタンク２０に接続されるか、もしくはまったく正反対に接続される。第１の圧力チャンバ１２が圧力媒体ポンプ１９に接続され、第２の圧力チャンバ１３がタンク２０に接続されると、第１の圧力チャンバ１２は第２の圧力チャンバ１３の犠牲の下拡張する。結果的に、羽根１１は周方向で、矢印２１により示された方向で摺動する。羽根１１の摺動により、ロータ３はステータ２に対して相対的に回動する。

ステータ２は、図示の実施形態では、その駆動車４に係合していて、図示されていないチェーン駆動装置を介してクランク軸により駆動される。ベルト駆動装置または歯車駆動装置によるステータ２の駆動も考えられる。ロータ３は摩擦力結合式（ｋｒａｆｔｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：摩擦力による束縛）、形状結合式（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）または素材結合式（ｓｔｏｆｆｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ）に、例えばプレスばめによりまたは中央ねじによる螺設により、図示されていないカム軸に結合されている。圧力媒体の、圧力チャンバ１２，１３への導入もしくは圧力チャンバ１３，１２からの導出の結果として、ロータ３がステータ２に対して相対的に回動することから、カム軸とクランク軸との間の位相がシフトされる。それにより、圧力媒体を適当に圧力チャンバ１２，１３に導入するもしくは圧力チャンバ１３，１２から導出することにより、内燃機関のガス交換弁の制御時間が適当に変更されることができる。

圧力媒体管路１６，１７は図示の実施形態では、実質的に半径方向で配置された孔として構成されている。孔はロータ３の中央孔２２からロータ３の外周面に向かって延在する。中央孔２２内には、図示されていない中央弁が配置されていることができる。中央弁を介して、圧力チャンバ１２，１３は適当に圧力媒体ポンプ１９もしくはタンク２０に接続されることができる。別の可能性は、中央孔２２内に圧力媒体分配器を配置することにあって、圧力媒体分配器は圧力媒体管路１６，１７を圧力媒体通路とリング溝とを介して、外部に設けられた制御弁１８の接続部に接続する。

切欠き５の、実質的に半径方向で延びる側壁６は張り出し成形部２３を有している。張り出し成形部２３は周方向で切欠き５内に突入する。張り出し成形部２３は、羽根１１のためのストッパとして役立ち、仮に、羽根１１が一方の側壁６に当接する、ステータ２に対して相対的な両極端位置の一方をロータ３が取ったとしても、圧力チャンバ１２，１３に圧力媒体を供給し得ることを保証する。

装置１の不十分な圧力媒体供給時、例えば内燃機関の始動期中に、ロータ３は、カム軸がロータに及ぼす交番モーメント（Ｗｅｃｈｓｅｌｍｏｍｅｎｔ）および引きずりモーメント（Ｓｃｈｌｅｐｐｍｏｍｅｎｔ）に基づいて、管理不能にステータ２に対して相対的に運動してしまう。まず、カム軸の引きずりモーメントはロータをステータに対して相対的に、ステータの回動方向とは逆向きの周方向で、ロータが側壁６に当接するまで押し遣る。引き続いて、カム軸がロータ３に及ぼす交番モーメントはロータ３の往復振動につながり、ひいては、少なくとも一方の圧力チャンバ１２，１３が完全に圧力媒体で満たされるまで、切欠き５内での羽根１１の往復振動につながる。このことは、装置１におけるより高い磨耗と騒音発生とにつながる。このことを回避するために、装置１には、ロックエレメント２４が設けられている。このために、ロータ３の軸方向孔２５内に、ポット形のピストン２６が配置されている。ピストン２６はばね２７により軸方向で力で負荷される。ばね２７は軸方向で脱気エレメント２８の一方の面に支持されており、それとは反対側の軸方向の端部で、ポット状に構成されたピストン２６内に配置されている。第１のサイドカバー７には、ゲート（Ｋｕｌｉｓｓｅ）２９が形成されている。それにより、ロータ３がステータ２に対して相対的に、内燃機関の始動中の位置に相当する位置にロックされ得るようになっている。この位置で、ピストン２６は、装置１の不十分な圧力媒体供給時に、ばね２７によりゲート２９内に押し遣られる。さらに、ピストン２６を装置１の十分な供給時に軸方向孔２５内に押し戻し、ひいてはロックを解除する手段が設けられている。このことは一般に圧力媒体により遂行される。圧力媒体は、図示されていない圧力媒体管路を介して、ピストン２６の、カバー側の端面に形成されている切欠き３０内に導入される。軸方向孔２５のばね室からの漏れ油を導出することができるように、脱気エレメント２８には、軸方向で延びる溝が設けられている。この溝に沿って、圧力媒体は、第２のサイドカバー８に設けられた孔へと導かれることができる。

図１には付加的に、圧力媒体回路３１が示されている。タンク２０から、圧力媒体ポンプ１９により、制御弁１８の圧力媒体接続部Ｐに圧力媒体が供給される。同時に、タンク接続部Ｔを介して、圧力媒体は制御弁１８からタンク２０に導かれる。さらに、制御弁１８は２つの作業接続部Ａ，Ｂを有している。第１のばねエレメント３３のばね力に抗して働く電磁式の作動部材３２により、制御弁１８は３つの位置にもたらされることができる。制御弁１８の、作動部材３２が通電されていない状態に相当する第１の位置で、作業接続部Ａはタンク接続部Ｔに接続され、圧力媒体接続部Ｐは作業接続部Ｂに、それにより第２の圧力チャンバ１３に接続される。中間の位置では、作業接続部Ａも作業接続部Ｂも、圧力媒体接続部Ｐからもタンク接続部Ｔからも遮断されている。制御弁１８の第３の位置で、圧力媒体接続部Ｐは作業接続部Ａに、したがって第１の圧力チャンバ１２に接続され、その一方で、第２の圧力チャンバ１３は作業接続部Ｂを介してタンク接続部Ｔに接続されている。

図３には、本発明による制御弁１８の縦断面図が示されている。実質的に中空円筒状に構成された弁ケーシング３４は、１つの半径方向の圧力媒体接続部Ｐと、１つの半径方向のタンク接続部Ｔ_１と、２つの作業接続部Ａ，Ｂと、１つの軸方向のタンク接続部Ｔ_２とを有している。半径方向の接続部Ｐ，Ｔ_１，Ａ，Ｂは、軸方向で互いに間隔を置いて配置された第１のリング溝３５として形成されている。リング溝３５は弁ケーシング３４の外周面に設けられている。第１のリング溝３５は、複数の第１の開口３６を有している。第１の開口３６は弁ケーシング３４の内部に開口する。弁ケーシング３４内には、やはり実質的に中空円筒状に構成された制御ピストン（スプール）３７が軸方向で摺動可能に配置されている。制御ピストンの軸方向の一端は壁区分３７ａにより圧力密に画定されている。壁区分３７ａは制御ピストンと一体的に、または制御ピストンに対して別個に構成されていることができる。図示されていない作動部材３２により、制御ピストン３７は第１のばねエレメント３３のばね力に抗して２つの極端値内で任意の位置にもたらされて保持されることができる。

制御ピストン３７の外周面は、第２のリング溝３８と、第３のリング溝３９と、第４のリング溝４０とを有している。第２のリング溝３８は第２の開口４１を介して、第３のリング溝３９は第３の開口４２を介して、制御ピストン３７の内部と連通する。第２のリング溝３８は、制御ピストン３７の、弁ケーシング３４に対して相対的な、いずれの位置においても、圧力媒体接続部Ｐの第１のリング溝３５の第１の開口３６と連通するように形成されている。

内燃機関の運転中、圧力媒体は圧力媒体接続部Ｐから第２のリング溝３８と第２の開口４１とを介して制御ピストン３７の内部に達する。制御ピストン３７の、図３に示された第１の位置で、圧力媒体は第３の開口４２と第３のリング溝３９とを介して作業接続部Ｂに達する。第２の圧力チャンバ１３を、作業接続部Ｂを介して圧力媒体で負荷することにより、第１の圧力チャンバ１２からの圧力媒体は作業接続部Ａへと押しのけられ、作業接続部Ａの第１の開口３６を介して、軸方向で配置されたタンク接続部Ｔ_２に達する。

電磁式の作動部材３２が通電されると、制御ピストン３７は第１のばねエレメント３３のばね力に抗して摺動させられる。結果として、作業接続部Ｂの第１の開口３６の、第３のリング溝３９の第１の制御エッジ４３によるオーバーラップが増加する。同様に、作業接続部Ａの第１の開口３６の、制御ピストン３７の第２の制御エッジ４４によるオーバーラップも増加する。制御ピストン３７が、図示されていない中間位置に達すると、作業接続部Ａは、第２の制御エッジ４４の完全なオーバーラップにより、もはや軸方向のタンク接続部Ｔ_２に接続されていない。さらに、作業接続部Ａも作業接続部Ｂも第３のリング溝３９と連通していない。

択一的に、制御ピストン３７は、中央位置で両作業接続部Ａ，Ｂが第３のリング溝３９と連通するように構成されていることもできる。

制御ピストン３７がさらに第１のばねエレメント３３のばね力に抗して摺動させられると、第３の制御エッジ４５は作業接続部Ａの第１の開口３６を第１のリング溝３９に対して解放する。圧力媒体接続部Ｐから流入する圧力媒体はこの場合専ら作業接続部Ａに達する。同時に、第４のリング溝４０は作業接続部Ｂと半径方向のタンク接続部Ｔ_１とに連通する。このようにして、圧力媒体は圧力媒体ポンプ１９から第１の圧力チャンバ１２に達する。このことは、ロータ３の、ステータ２に対する相対的な回動につながる。第２の圧力チャンバ１３から押しのけられた圧力媒体は、作業接続部Ｂと第４のリング溝４０とを介して、半径方向のタンク接続部Ｔ_１に達する。第３の制御エッジ４５と第４のリング溝４０とは、制御ピストン３７の摺動中、まず作業接続部Ａが圧力媒体ポンプ１９に接続され、その後で作業接続部Ｂがタンク２０に接続されるように構成されていることができる。択一的に、両接続が同時に形成されることもできる。

制御ピストン３７は、壁区分３７ａとは反対側の軸方向の端部で、ポット形のスリーブ４６により圧力密に閉鎖されている。スリーブ４６は制御ピストン３７の内部に摩擦力結合式に固定されている。スリーブ４６はさらに、作動部材３２の、図示されていないプッシュロッドの作用点として役立つことができる。

内燃機関の運転中、カム軸の交番モーメントに基づいて、圧力脈動が装置１内で発生する。その際に発生する圧力ピークは圧力媒体回路３１に伝達され、その他の消費機器を損傷させる恐れがある。このことは、圧力媒体回路３１内に逆止弁４７を配置することにより阻止されることができる。

制御弁３７の一実施形態では、逆止弁４７が作業接続部Ａ，Ｂと圧力媒体接続部Ｐとの間に配置されている。軸方向で見て接続部をＰ−Ｔ−Ａ−ＢまたはＴ−Ｐ−Ａ−Ｂの順に配置したこと（ただし、作業接続部Ａ，Ｂの順は任意である。）は、制御ピストン３７内に逆止弁４７を配置することを可能にする。その際、圧力媒体回路３１を保護するために、１つの逆止弁４７が必要であるにすぎない。制御ピストン３７内に逆止弁４７を配置したことにより、付加的な構成スペースは不要である。別の利点は、特に制御弁１８を中央弁としての使用した場合に、圧力脈動が発生する場所と逆止弁４７との間の区間が最小である点にある。圧力変動は実質的に発生場所で捕捉される。

逆止弁４７は、ばね負荷された閉鎖体４８から成る。閉鎖体４８は、第２のばねエレメント４９により逆止弁４７の座５０内に押し遣られる。閉鎖体４８と、第２のばねエレメント４９と、座５０とは、ポット形のケーシング５１内に配置されている。第２のばねエレメント４９はケーシング５１の底部に支持されている。

組み立て中に、逆止弁４７は制御ピストン３７の内部に圧入される。その際、これらの構成部分は、制御ピストン３７の内周面とケーシング５１との間に、圧力密の、摩擦力結合式の結合が製作されるように形成されている。その際、制御ピストン３７内に軸方向ストッパ５２を形成することが有利である。軸方向ストッパ５２は、制御ピストン３７内への逆止弁４７の圧入時のストローク制限部として役立つ。択一的に、逆止弁４７がストローク制御されて圧入されてもよい。

圧力媒体接続部Ｐから流入する圧力媒体は第２の開口４１を介して制御ピストン３７の内部に達する。ある特定の圧力から、閉鎖体４８は第２のばねエレメント４９のばね力に抗して摺動させられ、圧力媒体は、ケーシングの底部に穿設されている第４の開口５３を介して第３の開口４２に達する。

内燃機関の制御時間を変更するための装置の縦断面を圧力媒体回路と共に示す図である。 図１に示した装置の、線ＩＩ−ＩＩに沿った横断面図である。 本発明による制御弁の縦断面図である。

符号の説明

１ 装置、 ２ ステータ、 ３ ロータ、 ４ 駆動車、 ５ 切欠き、 ６ 側壁、 ７ 第１のサイドカバー、 ８ 第２のサイドカバー、 ９ 結合エレメント、 １０ 羽根溝、 １１ 羽根、 １２ 第１の圧力チャンバ、 １３ 第２の圧力チャンバ、 １４ 溝底部、 １５ 板ばねエレメント、 １６ 第１の圧力媒体管路、 １７ 第２の圧力媒体管路、 １８ 制御弁、 １９ 圧力媒体ポンプ、 ２０ タンク、 ２１ 矢印、 ２２ 中央孔、 ２３ 張り出し成形部、 ２４ ロックエレメント、 ２５ 軸方向孔、 ２６ ピストン、 ２７ ばね、 ２８ 脱気エレメント、 ２９ ゲート、 ３０ 切欠き、 ３１ 圧力媒体回路、 ３２ 作動部材、 ３３ 第１のばねエレメント、 ３４ 弁ケーシング、 ３５ 第１のリング溝、 ３６ 第１の開口、 ３７ 制御ピストン、 ３７ａ 壁区分、 ３８ 第２のリング溝、 ３９ 第３のリング溝、 ４０ 第４のリング溝、 ４１ 第２の開口、 ４２ 第３の開口、 ４３ 第１の制御エッジ、 ４４ 第２の制御エッジ、 ４５ 第３の制御エッジ、 ４６ スリーブ、 ４７ 逆止弁、 ４８ 閉鎖体、 ４９ 第２のばねエレメント、 ５０ 座、 ５１ ケーシング、 ５２ 軸方向ストッパ、 ５３ 第４の開口、 Ｐ 圧力媒体接続部、 Ｔ タンク接続部、 Ｔ_１ 半径方向のタンク接続部、 Ｔ_２ 軸方向のタンク接続部、 Ａ 第１の作業接続部、 Ｂ 第２の作業接続部

Claims (7)

1. 内燃機関の制御時間を変更するための装置（１）用の制御弁（１８）であって、
   ‐実質的に中空円筒状に構成された弁ケーシング（３４）と、
   ‐該弁ケーシング（３４）内に配置され、軸方向で摺動可能な制御ピストン（３７）と、
   ‐１つの圧力媒体接続部（Ｐ）と、
   ‐２つの作業接続部（Ａ，Ｂ）と、
   ‐少なくとも１つのタンク接続部（Ｔ_１）とが設けられており、
   ‐作業接続部（Ａ，Ｂ）と、圧力媒体接続部（Ｐ）と、タンク接続部（Ｔ_１）とが、半径方向の接続部として形成されており、かつ
   ‐作業接続部（Ａ，Ｂ）が圧力媒体接続部（Ｐ）およびタンク接続部（Ｔ_１）に、制御ピストン（３７）の、弁ケーシング（３４）内での軸方向の摺動により接続可能である形式のものにおいて、
   ‐制御弁（１８）の軸方向で見て、接続部が、圧力媒体接続部（Ｐ）、タンク接続部（Ｔ）、作業接続部（Ａ，Ｂ）、作業接続部（Ｂ，Ａ）の順で配置されている
   ことを特徴とする、内燃機関の制御時間を変更するための装置用の制御弁。
2. 内燃機関の制御時間を変更するための装置（１）用の制御弁（１８）であって、
   ‐実質的に円筒状に構成された弁ケーシング（３４）と、
   ‐該弁ケーシング（３４）内に配置され、軸方向で摺動可能な制御ピストン（３７）と、
   ‐１つの圧力媒体接続部（Ｐ）と、
   ‐２つの作業接続部（Ａ，Ｂ）と、
   ‐少なくとも１つのタンク接続部（Ｔ_１）とが設けられており、
   ‐作業接続部（Ａ，Ｂ）と、圧力媒体接続部（Ｐ）と、タンク接続部（Ｔ_１）とが、半径方向の接続部として形成されており、かつ
   ‐作業接続部（Ａ，Ｂ）が圧力媒体接続部（Ｐ）およびタンク接続部（Ｔ_１）に、制御ピストン（３７）の、弁ケーシング（３４）内での軸方向の摺動により接続可能である形式のものにおいて、
   ‐制御弁（１８）の軸方向で見て、接続部が、タンク接続部（Ｔ）、圧力媒体接続部（Ｐ）、作業接続部（Ａ，Ｂ）、作業接続部（Ｂ，Ａ）の順で配置されている
   ことを特徴とする、内燃機関の制御時間を変更するための装置用の制御弁。
3. 制御ピストン（３７）が中空に構成されている、請求項１または２記載の制御弁。
4. 圧力媒体接続部（Ｐ）が、制御ピストン（３７）の周面に穿設されている第２の開口（４１）を介して、制御ピストン（３７）の、弁ケーシング（３４）に対して相対的な、いずれの位置においても、制御ピストン（３７）の内部と連通している、請求項３記載の制御弁。
5. 制御ピストン（３７）の、弁ケーシング（３４）に対する位置に依存して、作業接続部（Ａ，Ｂ）のうちのいずれか一方が制御ピストン（３７）の内部と連通するか、または作業接続部（Ａ，Ｂ）のいずれもが制御ピストンの内部と連通しない、請求項４記載の制御弁。
6. 制御ピストン（３７）の、弁ケーシング（３４）に対する位置に依存して、作業接続部（Ａ，Ｂ）のうちのいずれか一方が制御ピストン（３７）の内部と連通するか、または作業接続部（Ａ，Ｂ）の両方が制御ピストン（３７）の内部と連通する、請求項４記載の制御弁。
7. 圧力媒体接続部（Ｐ）と作業接続部（Ａ，Ｂ）との間に、１つの逆止弁（４７）が配置されている、請求項３記載の制御弁。

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